DE2753007A1

DE2753007A1 - Schaltungsanordnung zur elektromotorischen nachregelung eines stelltransformators

Info

Publication number: DE2753007A1
Application number: DE19772753007
Authority: DE
Inventors: Helge Kayser
Original assignee: Rotaprint GmbH
Current assignee: Neue Rotaprint GmbH
Priority date: 1977-11-28
Filing date: 1977-11-28
Publication date: 1979-05-31
Also published as: FR2410420A7; IT7829205A0; DE2753007C2; GB2009467A; IT1099876B; GB2009467B; JPS5476953A

Description

Schaltungsanordnung zur elektromotorischen Nachregelung eines

Steiltransformators.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektromotorischen Nachregelung eines Stelltransformators, der eine Wechselspannung für einen oder mehrere Verbraucher liefert und dabei automatisch so nachgeregelt wird, daß der Transformator auch bei sehr stark schwankenden Belastungen eine immer konstante Spannung abgibt. Die Verstellung des Stelltransformators erfolgt zweckmässig über einem Einphasen-Kondensatormotor, dessen Hilfsphase entsprechend der gewünschten Drehrichtung zum Herauf- oder Herunterregeln der Spannung einfach umgeschaltet wird.

Damit ergibt sich für einen herkömmlichen Regler ein Schaltbild nach Fig. 1: Sollspannung U_ und Istspannung U. werden in einem Komparator 1 miteinander verglichen; je nachdem,

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ob die Istspannung größer oder kleiner als die Sollspannung ist, erscheint entweder auf der Leitung 2 oder auf der Leitung 3 ein positives Potential, das nach geeigneter Verstärkung in 4 und 5 den Relais 6 bzw. 7 zugeführt wird. Die Schalter 8 bzw. 9 der Relais 6 bzw. 7 schließen dann d*en Wechselstromkreis zwischen der Netzspannung Io und dem Motor 11.

Eine solche Schaltungsanordnung hat in der Praxis erhebliche Nachteile. Da der Komparator den auftretenden Spannungsschwankungen möglichst schnell und genau folgen, also bereits bei möglichst kleinen Abweichungen der Istspannung von der Sollspannung ansprechen soll, reagiert er auch auf sehr kurzzeitige Störspannungen, die für den eigentlichen Betrieb ganz unerheblich sind. Derartige Störspannungen können aus dem Wechselstromnetz selbst kommen, insbesondere, wenn es sich um ein größeres Industrienetz handelt, sie können aber auch durch die Schaltung selbst bewirkt werden, weil das Abschalten des Motors 11 Spannungsspitzen erzeugt, die vom Komparator erkannt und wieder in Einschaltvorgänge umgesetzt werden. Es kommt also zum Flattern der Relaiskontakte 8 und 9, d.h. zu einem unnötigen häufigen Schalten unter Last, so daß die Relaiskontakte schnell verbrennen. Ein weiterer Nachteil ist, daß der Stellmotor 11 unmittelbar zwischen beiden Drehrichtungen umschalten kann, womit eine unnötig hohe mechanische Beanspruchung für Motor, Getriebe und Transformator verbunden ist.

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Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung so abzuändern, daß unter Beibehaltung einer hohen Ansprechgenauigkeit kurzzeitige Störspannungen unterdrückt, die Relaiskontakte geschont werden und ein unmittelbarer Übergang von einer Drehrichtung zur anderen des Motors vermieden wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht also aus zwei Schritten: Einmal die Unterdrückung solcher Störspannungen, die wegen ihrer kurzen Dauer für den Betrieb unerheblich sind, und dann die Schonung der Relaiskontakte, die natürlich dann am größten ist, wenn die Relais nur im stromlosen Zustand schalten. Diese Aufgabe wird durch Anspruch gelöst. Vorteilhafte Einzelheiten sind in den Unteransprüchen angegeben.

Entsprechend Fig. 2 werden die Ausgänge des Komparators 1 über eine Verzögerungseinrichtung 14 geführt, deren Verzögerungszeit einstellbar und so eingestellt ist, daß kurzzeitige Störspannungen, die für den Betrieb unerheblich sind, nicht weitergeleitet werden. Bei langer andauernden Abweichungen der Istspannung von der Sollspannung erscheinen die entsprechenden Fehlersignale am Ausgang von 14. Der Einfachheit halber sei zunächst angenommen, daß ein positives Ausgangssignal auf der Leitung 17 einer zu hohen, ein negatives Ausgangssignal einer zu niedrigen Istspannung zugeordnet ist und daß ein positives Ausgangssignal den bistabilen Flipflop 16 setzt und ein negatives Ausgangssignal den

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Flipflop 16 zurücksetzt. Die Signale am Ausgang von 16 erregen oder entregen, gegebenenfalls nach Verstärkung in 5, ein Relais 13, dessen Kontakte im entregten Zustand immer die gezeichnete Stellung einnehmen. Damit wird die Drehrichtung des Stellmotors 11 entsprechend der Polaritä-t auf der Leitung 17 geändert; tritt dieselbe Polarität mehrmals hintereinander auf, so ändert sich am Schaltzustand von 16, 5, 13 und 11 nichts.

Der Ausgang der Verzögerungseinrichtung 14 wird auch an eine Verzögerungseinrichtung 15 geführt, deren Verzögerungszeit etwas größer ist als die Zeit, die zum Setzen bzw. Rücksetzen des Flipflops 16 zum Erregen bzw. Entregen des Relais 13 erforderlich ist. Das um t₂ verzögerte Ausgangssignal von 15 wird gegebenenfalls in 4 verstärkt und betätigt dann den elektronischen Schalter 12, der den einen Pol der Netzspannung Io an den Stellmotor 11 legt. Damit ist sichergestellt, daß zuerst die empfindlichen Relaiskontakte von stromlos schalten und daß erst dann der Motor 11 an Spannung gelegt wird.

Nach einem besonderen Erfindungsgedanken besteht der elektronische Schalter 12 aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren oder aus einem Triac; verschwindet nämlich deren Zündspannung, d.h. ist die Istspannung gleich der Sollspannung

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geworden, dann verlöschen die Thyristoren bzw. der Triac im Augenblick des Stromnulldurchgangs, also in einem Augenblick, in dem das Abschalten der Motorinduktivität keine Abschaltspitzen erzeugt.

Die Entscheidung für zwei antiparallel geschaltete Thyristoren oder für den Triac ist abhängig von dem Leistungswert. Der Triac ist in seiner Funktion den zwei antiparallel geschalteten Thyristoren gleich, in seiner Anwendung einfacher, jedoch wegen seiner größeren Empfindlichkeit für höhere Leistungen weniger geeignet.

Voraussetzung für das ordnungsgemässe Arbeiten der Schaltungsanordnung, d.h. für das Vermeiden von Regelschwingungen ist, daß die Verzögerungszeiten t-, und t₀ mir beim Einschalten des Motors 11 wirksam werden, daß aber das Ausschalten sofort erfolgt, wenn auf den Leitungen 2 und 3 die Fehlersignale verschwinden. Diese Bedingung läßt sich mit verschiedenen Mitteln erreichen.

Eine sehr einfache und betriebssichere Lösung ergibt sich erfindungsgemäss, wenn der Komparator 1 digital arbeitet, wenn also je nach den Spannungsverhältnissen die Leitungen 2 und 3 nur ein konstantes hohes Potential H oder ein konstantes niedriges Potential L führen, beispielsweise nach folgendem Schema:

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	Potential	Potential
Istspannung	Leitung 2	Leitung 3
^Ui ^{= U}s	L	L
^Ui < ^Us	H	L
^Ui ->■ ^Us	L	H

In diesem Fall können die Verzögerungseinrichtungen 14 und 15 und der Flipflop 16 nach Fig. 3 zusammengefaßt werden, in der die RC-Glieder 18, 19 und 2o, 21 der Verzögerungszeit t, , die bei den invertierenden UND-Gliedern 22 und 23 dem Flipflop 16 und das RC-Glied 24, 25 der Verzögerungszeit t₂ entsprechen. Die Dioden 26, 27 und 28 sorgen dafür, daß die Verzögerungen über die RC-Glieder nur wirksam werden, wenn an den Leitungen 2 und 3 und am Ausgang des ODER-Gliedes 29 Übergänge von L auf H stattfinden; bei einem Übergang von H auf L, der das Ende eines Regelvorgangs anzeigt und zum sofortigen Ausschalten des Motors 11 führen soll, werden die Kondensatoren 19, 21 und 25 durch die Dioden sehr schnell entladen.

Aus dem Schaltbild Fig. 3 folgt, daß am Ausgang des NAND-Gatters 23 nur dann ein L-Potential steht, wenn die Leitung Η-Potential führt; zweckmässigerweise wird dann der invertie-

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rende Eingang des Verstärkers 5 benutzt, weil dann das Relais 13 am wenigsten häufig zu schalten braucht.

Der Eingang des Verstärkers 4 könnte auch unmittelbar an den Verbindungspunkt von Widerstand 24 und Kondensator 25 angeschlossen werden; da dort aber im Fall eines Η-Ausgangs am ODER-Glied 29 die Spannung exponentiell ansteigt, wird ein definierterer Schaltzeitpunkt für den elektronischen Schalter 12 gewonnen, wenn der Verstärker 4 an ein UND-Glied 3o angeschlossen wird, an dessen Eingänge die verzögerte und die unverzögerte Ausgangsspannung von 29 geführt sind.

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-to-

e e r s e

Claims

ROTAPRINT GMBH, Reinickendorfer Straße 46, looo Berlin 65

Patentansprüche

[ 1. !Schaltungsanordnung zur automatischen Nachregelung eines Stelltransformators mit Hilfe eines in seiner Drehrichtung umkehrbaren Stellmotors, bei der die vom Stelltransformator abgegebene Spannung in einem Komparator mit einem Sollwert verglichen wird und bei der das dabei entstehende Fehlersignal den Stellmotor immer in der Drehrichtung einschaltet, die einer Änderung der vom Stelltransformator abgegebenen Spannung im Sinne einer Verkleinerung des Fehlersignals entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschaltung der Netzspannung an den Stellmotor (11) und die Umschaltung seiner Drehrichtung über getrennte Schallorqane (12 bzw. 13) und vermittels einer ersten Verzögerungseinrichtung (14) erst dann erfolgt, wenn das betreffende Fehlersignal langer als eine an der Verzögerungs-

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ORIGINAL INSPECTED

einrichtung (14) einstellbare Zeit (t,) andauert, daß die Anschaltung des Stellmotors (11) an die Netzspannung vermittels einer zweiten Verzögerungseinrichtung (15) um einen zusätzlichen Betrag (t₂) verzögert wird, wobei dieser Betrag (t„) etwas größer ist als die für die Umschaltung der Drehrichtung des Motors benötigte Zeit, und daß beide Verzögerungseinrichtungen (14, 15) nur beim Auftreten, nicht aber beim Verschwinden eines Fehler signals wirksam sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschaltung des Stellmotors (11) an die Netzspannung über einen elektronischen Schalter (12) erfolgt und daß dieser Schalter (12) aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren oder aus einem Triac besteht.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (1) digitale Ausgangssignale an zwei Ausgängen liefert, von denen der eine eine zu niedrige und der andere eine zu hohe Istspannung anzeigt, und daß die Verzögerungseinrichtung (14) aus RC-Gliedern (18, 19 bzw. 2o, 21) besteht, deren Widerstände (18 bzw. 2o) durch Dioden (27 bzw. 28) überbrückt sind.

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